化学系统可以通过将不同的反应物种分隔在不同的微环境中而实现对于平衡态的原理。不过，如何控制储存在这种非平衡态系统中的化学能的数量并根据需要利用这些化学能来执行有用的工作是一个亟需解决的重要课题。最近，美国劳伦斯伯克利国家实验室的Brett A. Helms等通过在多相结构液体装置中对分隔的氧化还原活性分子进行充放电而构建了可控的结构化液体电池。

文章要点

1）研究人员借助聚电解质的界面组装在具有亲水电极的疏水基底上构建了新型的结构化液态电池。研究人员通过调控集流体的几何形状和表面化学状态来实现对沉积在电极上的双相阳极电解液和阴极电解液之间的界面的控制。一旦阴阳极电解液之间的界面形成，溶解在阳极液中的聚阴离子（例如聚4-苯乙烯磺酸钠）与溶解在阴极液中的聚阳离子（例如聚二烯丙基二甲基氯化铵）就可以形成离子导电凝聚膜。

2）研究人员还利用聚电解质和带相反电荷的活性材料之间的离子配对来降低活性材料在相之间的交叉速度，从而使该结构化液态电池可以稳定循环数百小时。

参考文献

Jiajun Yan et al, Structured-Liquid Batteries, Journal of American Chemical Society, 2022

DOI：10.1021/jacs.1c12417

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12417